尾流损失的评估方法、装置、存储介质及电子设备与流程

1.本公开涉及风力发电技术领域，具体地，涉及一种尾流损失评估的方法、装置、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.气流在经过风力发电机组之后会出现速度亏损，表现为风电机组下游的尾流，风电机组尾流会引起一定量的发电量损失，也称为尾流损失。这种尾流损失效应在大型陆上和海上风电场尤其显著，造成的发电量损失可高达10％-20％。因此，风电机组的尾流评估对于风电场发电量的测算非常重要。
3.现有技术中，通过获取目标风电机组机舱雷达的速度亏损数据，从而转换成尾流损失，但是，通过机舱雷达得到的速度亏损数据具有不确定性，导致计算得到的尾流损失不够准确。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种尾流损失的评估方法、装置、存储介质及电子设备。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种尾流损失的评估方法，包括：
6.获取目标风电机组的风向和对风角度；所述目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组；
7.在所述风向是预设风向，且所述目标风电机组的所述对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取所述上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取所述下游风电机组在所述当前风速下对应的多个第二输出功率；
8.根据所述多个第一输出功率和所述多个第二输出功率，计算所述目标风电机组的尾流损失。
9.可选地，所述根据所述多个第一输出功率和所述多个第二输出功率，计算所述目标风电机组的尾流损失，包括：
10.根据所述多个第一输出功率计算在预设时间下的第一平均功率；根据所述多个第二输出功率计算在所述预设时间下的第二平均功率；
11.根据所述第一平均功率和所述第二平均功率计算所述目标风电机组的尾流损失。
12.可选地，所述根据所述第一平均功率和所述第二平均功率计算所述目标风电机组的尾流损失，包括：
13.将所述第一平均功率与所述第二平均功率的差值作为功率损失值，根据所述功率损失值和所述第一平均功率得到所述尾流损失。
14.可选地，所述根据所述功率损失值和所述第一平均功率得到所述尾流损失，包括：
15.将所述功率损失值和所述第一平均功率的比值，作为所述尾流损失。
16.第二方面，本公开提供一种尾流损失的评估装置，包括：
17.数据获取模块，用于获取目标风电机组的风向和对风角度；所述目标风电机组包
括上游风电机组和下游风电机组；
18.功率获取模块，用于在所述风向是预设风向，且所述目标风电机组的所述对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取所述上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取所述下游风电机组在所述当前风速下对应的多个第二输出功率；
19.尾流损失计算模块，用于根据所述多个第一输出功率和所述多个第二输出功率，计算所述目标风电机组的尾流损失。
20.可选地，所述尾流损失计算模块，包括：
21.平均功率计算子模块，用于根据所述多个第一输出功率计算在预设时间下的第一平均功率；根据所述多个第二输出功率计算在所述预设时间下的第二平均功率；
22.所述尾流损失计算模块，还用于根据所述第一平均功率和所述第二平均功率计算所述目标风电机组的尾流损失。
23.可选地，所述尾流损失计算模块，包括：
24.功率损失值计算子模块，用于将所述第一平均功率与所述第二平均功率的差值作为功率损失值；
25.所述尾流损失计算模块，还用于根据所述功率损失值和所述第一平均功率得到所述尾流损失。
26.可选地，所述尾流损失计算模块，还用于：
27.将所述功率损失值和所述第一平均功率的比值，作为所述尾流损失。
28.第三方面，本公开提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述尾流损失评估方法的步骤。
29.第四方面，本公开提供一种电子设备，包括：
30.存储器，其上存储有计算机程序；
31.处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述尾流损失的评估方法的步骤。
32.本公开通过获取目标风电机组的风向和对风角度；该目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组；在该风向是预设风向，且该目标风电机组的该对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取该上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取该下游风电机组在该当前风速下对应的多个第二输出功率；根据该多个第一输出功率和该多个第二输出功率，计算该目标风电机组的尾流损失。这样，通过目标风电机组的实际运行数据计算得到尾流损失，实际运行数据的稳定性好，使得评估的结果更加准确，提高了评估尾流损失的效率。
33.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
34.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
35.图1是根据一示例性实施例示出的一种尾流损失的评估方法的流程图。
36.图2是根据一示例性实施例示出的一种尾流损失的评估装置的结构框图。
37.图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构框图。
38.图4是根据一示例性实施例示出的另一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
39.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
40.需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
41.首先，对本公开的应用场景进行介绍，本公开应用于评估风电机组尾流损失的场景中，在建立风电场的前期，会对风电场风电机组的尾流效应进行评估，用来测算风电场的发电量。现有技术中，先在目标风电场中选取目标风电机组，该目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组，通过机舱雷达得到该目标风电机组的速度亏损数据，根据速度亏损数据计算出发电量损失，也就是尾流损失。
42.但是，发明人发现，由于尾流流场的演化十分复杂，并且受到大气热稳定性和湍流的影响，机舱雷达通过测量流经风电机组后的气流速度，得到的速度亏损数据准确性不高，并且，还需要将速度亏损数据转换成尾流损失数据，导致用户无法直观地看到尾流损失数据。
43.因此，本公开提供一种尾流损失的评估方法、装置、存储介质及电子设备，该方法通过获取目标风电机组的风向和对风角度；该目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组；在该风向是预设风向，且该目标风电机组的该对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取该上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取该下游风电机组在该当前风速下对应的多个第二输出功率；根据该多个第一输出功率和该多个第二输出功率，计算该目标风电机组的尾流损失。这样，通过目标风电机组的实际运行数据计算得到尾流损失，由于实际运行数据的稳定性较好，使得评估结果更加准确，提高了尾流损失的评估效率。
44.图1是根据一示例性实施例示出的一种尾流损失的评估方法的流程图，包括以下步骤。
45.步骤101、获取目标风电机组的风向和对风角度。
46.其中，该目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组。
47.示例地，从目标风电场选取目标风电机组，目标风电场可以是大型海上风电场，也可以是大型陆地风电场，在目标风电场中先确定上游风电机组，例如，上游风电机组可以是目标风电场首排的风电机组，也可以是随机选取的风电机组，接着，选取该上游风电机组后一位的风电机组作为下游风电机组。
48.需要说明的是，上、下游风电机组可以是同一型号的风电机组，并且均处于正常运行状态。
49.步骤102、在该风向是预设风向，且该目标风电机组的该对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取该上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取该下游风电机组在该当前风速下对应的多个第二输出功率。
50.其中，可以从机舱雷达获取目标风电机组的风向和风速数据，上述机舱雷达用于
精确探测风电机组轮毂正前方的风向和风速信息。从scada系统获取目标风电机组的对风角度和输出功率；scada(数据采集与监视控制)系统包括监控计算机、远程终端单元(rtu)、可编程逻辑控制器(plc)、通信基础设施和人机界面(hmi)，可用于对目标风电机组的对风角度和输出功率数据进行采集和监控。
51.在一些实施例中，可以通过机舱雷达输出的风向数据确定风向是预设风向，且通过scada系统输出的对风角度确定目标风电机组是否对风，其中，该对风角度是指目标风电机组和自由来流风之间的角度，在一种可能的实现方式中，在对风角度小于或等于预设角度的情况下，确定该目标风电机组对风，例如，该预设角度可以是5度。在该目标风电机组对风的情况下，可以从机舱雷达获取此时的风速数据，作为当前风速，接着，从scada系统获取当前风速下的上游风电机组的多个第一输出功率和下游风电机组的多个第二输出功率。
52.示例地，该预设风向是上述目标风电场的主风向，即该目标风电机组所在风电场的主风向，由于各个风电场的地理位置不同，因此，在环境影响下，主风向也不同，例如，主风向可以是北风、东南风、西北风等，本公开在此不做限定。并且，该主风向是目标风电机组前方预设距离处的风向，预设距离是指目标风电机组前方2.5d距离处，d为风电机组的叶轮直径，例如d可以是180米，则预设距离为2.5
×
180＝450米。
53.步骤103、根据该多个第一输出功率和该多个第二输出功率，计算该目标风电机组的尾流损失。
54.在一些实施例中，可以根据该多个第一输出功率计算在预设时间下的第一平均功率；根据该多个第二输出功率计算在该预设时间下的第二平均功率；根据该第一平均功率和该第二平均功率计算该目标风电机组的尾流损失。
55.示例地，在当前风速下，获取上游风电机组的多个第一输出功率，由于输出风速的时间间隔大于输出功率的时间间隔，因此同一风速对应多个输出功率，可以通过对该多个第一输出功率求取平均值得到该第一平均功率；例如预设时间为10min，此时风速为1m/s，对应得到10个第一输出功率，则在风速为1m/s下的第一平均功率为该10个第一输出功率在10min内的平均值，具体求解方法本公开在此不做限定。同样的，第二平均功率的计算过程与上述过程相同，此处不再赘述。
56.示例地，在根据该第一平均功率和该第二平均功率计算该上、下游风电机组的尾流损失时，可以将该第一平均功率与该第二平均功率的差值作为功率损失值，根据该功率损失值和该第一平均功率得到该尾流损失。
57.在根据该功率损失值和该第一平均功率得到该尾流损失，可以将该功率损失值和该第一平均功率的比值，作为该尾流损失。
58.例如，上述尾流损失可以是通过公式计算得到的百分比值，其中p1是第一平均功率，p2是第二平均功率。
59.这样，通过目标风电机组的实际运行数据计算得到尾流损失，由于实际运行数据的稳定性较好，使得评估结果更加准确，提高了尾流损失的评估效率。
60.考虑到风速是一个变化量，可以是不同的数值，在获取不同数值大小的风速后，确定该风速下的输出功率，根据该输出功率计算得到尾流损失，因此，上述方法还可以得到不同风速下的尾流损失数据。
61.进一步地，本公开还可以将不同风电场中，不同风向或不同风速下每个风电机组的尾流损失数据进行统计，并根据统计后的尾流损失数据建立数据库，用于对尾流损失进行评估，方便作为新建风电场尾流评估的参考资料。
62.图2是根据一示例性实施例示出的一种尾流损失的评估装置的结构框图，该尾流损失评估装置200包括数据获取模块210、功率获取模块220和尾流损失计算模块230。
63.该数据获取模块210，用于获取目标风电机组的风向和对风角度；该目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组；
64.该功率获取模块220，用于在该风向是预设风向，且该目标风电机组的该对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取该上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取该下游风电机组在该当前风速下对应的多个第二输出功率；
65.该尾流损失计算模块230，用于根据该多个第一输出功率和该多个第二输出功率，计算该目标风电机组的尾流损失。
66.这样，通过目标风电机组的实际运行数据计算得到尾流损失，由于实际运行数据的稳定性较好，使得评估结果更加准确，提高了尾流损失的评估效率。
67.可选地，该尾流损失计算模块，包括：
68.平均功率计算子模块，用于根据该多个第一输出功率计算在预设时间下的第一平均功率；根据该多个第二输出功率计算在该预设时间下的第二平均功率；
69.该尾流损失计算模块，还用于根据该第一平均功率和该第二平均功率计算该目标风电机组的尾流损失。
70.可选地，该尾流损失计算模块，包括：
71.功率损失值计算子模块，用于将该第一平均功率与该第二平均功率的差值作为功率损失值；
72.该尾流损失计算模块，还用于根据该功率损失值和该第一平均功率得到该尾流损失。
73.可选地，该尾流损失计算模块，还用于：
74.将该功率损失值和该第一平均功率的比值，作为该尾流损失。
75.综上所述，本公开通过获取目标风电机组的风向和对风角度；该目标风电机组包括上游风电机组和下游风电机组；在该风向是预设风向，且该目标风电机组的该对风角度小于或等于预设角度的情况下，获取该上游风电机组在当前风速下对应的多个第一输出功率；获取该下游风电机组在该当前风速下对应的多个第二输出功率；根据该多个第一输出功率和该多个第二输出功率，计算该目标风电机组的尾流损失。这样，通过目标风电机组的实际运行数据计算得到尾流损失，由于实际运行数据的稳定性较好，使得评估结果更加准确，提高了尾流损失的评估效率。
76.关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
77.图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备300的框图。如图3所示，该电子设备300可以包括：处理器301，存储器302。该电子设备300还可以包括多媒体组件303，输入/输出接口304，以及通信组件305中的一者或多者。
78.其中，处理器301用于控制该电子设备300的整体操作，以完成上述的尾流损失评
估方法中的全部或部分步骤。存储器302用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备300的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备300上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器302可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(static random access memory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，简称prom)，只读存储器(read-only memory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件303可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器302或通过通信组件305发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。输入/输出接口304为处理器301和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件305用于该电子设备300与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如wi-fi，蓝牙，近场通信(near field communication，简称nfc)，2g、3g、4g、nb-iot、emtc、5g等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件305可以包括：wi-fi模块，蓝牙模块，nfc模块等。
79.在一示例性实施例中，电子设备300可以被一个或多个应用专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device，简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的尾流损失评估方法。
80.在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的尾流损失评估方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器302，上述程序指令可由电子设备300的处理器301执行以完成上述的尾流损失评估方法。
81.图4是根据一示例性实施例示出的另一种电子设备400的框图。例如，电子设备400可以被提供为一服务器。参照图4，电子设备400包括处理器422，其数量可以为一个或多个，以及存储器432，用于存储可由处理器422执行的计算机程序。存储器432中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器422可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的尾流损失评估方法。
82.另外，电子设备400还可以包括电源组件426和通信组件450，该电源组件424可以被配置为执行电子设备400的电源管理，该通信组件450可以被配置为实现电子设备400的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备400还可以包括输入/输出接口458。电子设备400可以操作基于存储在存储器432的操作系统，例如windows server
tm
，mac os x
tm
，unix
tm
，linux
tm
等等。
83.在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该
程序指令被处理器执行时实现上述的尾流损失评估方法的步骤。例如，该非临时性计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器432，上述程序指令可由电子设备400的处理器422执行以完成上述的尾流损失评估方法。
84.在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的尾流损失评估方法的代码部分。
85.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
86.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
87.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。